用于多齿分度装置,特别是用于多齿分度盘的弹性齿端齿盘组制造方法及图纸

一种用于多齿精密分度的弹性端齿盘组，由具有径向延伸端面齿的至少两个圆环形端齿盘组成．每个盘及与之相啮合的每对盘上的端面齿都有相同的齿宽、齿数及齿和齿槽的形状．相互啮合的一对盘中有一个盘的轴向弹性槽开在端齿槽底部．另一个则开在每个端齿上，并在该盘上齿槽底部开一轴向槽．本发明专利技术弹性端齿盘组可使啮合着的每个齿都能自由变形，并在所有齿的高度略有不同时，使所有齿都同时接触，从而进一步提高弹性端齿盘的分度精度．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于多齿精密分度的弹性齿端齿盘组。弹性齿多齿分度技术是在刚性齿多齿分度的基础上发展起来的一项精密分度技术。图1(a)为现有的弹性齿端齿盘图。图1(b)为现有的弹性齿端齿盘啮合图。图1(c)为现有的弹性齿端齿盘的齿形图。一九六七年，弹性齿分度台在我国首次研制成功。现有的用于多齿分度装置，特别是多齿分度盘的弹性齿端齿盘组，是由具有径向延伸端面齿的至少两个圆环形端齿盘组成的。端面齿采用如图1(e)所示的对称齿形，在弹性齿端齿盘组中的每个盘及互相啮合的每对盘上的端面齿都具有相同的齿宽、齿数及齿和齿槽的形状。每个齿盘上的端面齿槽的底部开有轴向弹性槽，齿宽S与槽深t之比一般为1∶4到1∶8，齿形角α一般可取60°、45°、90°等，其中以60°最为常用，轴向弹性槽的宽度a一般为0.3-1毫米，齿向长度b通常在4～30毫米内选择。弹性齿多齿分度台的分度最小间隔视其齿数而定，齿数为N时，最小分度值为φmin＝ 360/(N) (1)在只有一对齿圈的分度台上，只能分出φi＝ (i)/(N) 360(i＝1、2、…N)(2)这个角度，齿盘的材料一般采用优质碳素结构钢或合金钢，并进行调质、时效或齿面氮化等热处理工艺。弹性齿多齿分度台在工作时需施加较大的轴向力，其加力装置可以是机械式的，气动的及液压的各种机构，包括动盘和定盘在内的端齿盘组工作时，由能自动调心的加力装置，通过动盘沿齿盘的齿圈轴线方向施以轴向啮合力。由于齿形角α使啮合面上产生一切向分力，这个力能使弹性齿产生弹性变形，变形的大小视每一啮合齿组啮合面间的相对误差大小而正比地变化。当动盘齿圈与定盘齿圈上参与啮合的齿已啮合完毕，啮合运动停止。从而获得了一个分度定位位置。为了获得另一个分度定位位置，则必须使动盘沿轴向升起一定高度后，与定盘脱啮，再将动盘相对定盘转过i(i＝1，2，…N-1)个齿，然后动盘落下，在这个新位置上重新与定盘啮合。这一啮合定位-脱齿-转位-再啮合定位的过程就完成了一次分度。目前，现有的弹性齿多齿分度台的分度精度已提高到0.2秒以内。这也是美国Mooro特种工具公司在六十年代对刚性齿多齿分度台已达到的精度。现有的弹性齿是在每个齿槽的底部开有轴向弹性槽，使每个端面齿都形成一个悬臂梁。当两个端齿盘啮合时，如上所述，齿将产生弹性变形，同时也产生相应的弹性回复力。力与齿的弹性变形量成正比，故这一力也与齿圈上各啮合齿之间的相对位置误差的大小成正比。由于圆周上几何分度误差的封闭性，产生于圆周上的各齿弹性恢复力也趋于封闭。因此，弹性齿多齿分度台对个别齿位置的较大加工误差是不敏感的，这种不敏感性也可称之为弹性补偿作用。正是这种特性体现了弹性齿多齿分度技术的优点。我们可以从理论上来分析弹性齿的这个优点。我们假设把弹性齿多齿分度台的一个齿盘固定不动(称为定盘)，另一个齿盘靠轴向啮合运动及啮合力使两个齿盘啮合定位。我们若在齿盘一侧划一轴向直线作为基准0线，假定定盘与动盘的0位线可以绝对对准。那么，我们定义第n个齿的几何对称轴线与这0位线之间实际夹角与理论夹角之差为几何分度误差;定盘记作ón′，动盘记作ón″。记第n齿的侧向弯曲刚度，定盘为Kn′，动盘为Kn″，若啮合能最终达到所有啮合齿之间都无侧隙(即“无隙啮合”)，则动盘必定受到一个由各齿的变形形成的弹性回复力的合力矩M的作用M＝rΣn = 1N]]>(K′nδ′n+K″nδ″n) (3)式中r为齿节圆半径。因为啮合后的齿盘处于静止状态，M＝0，故rΣn = 1N]]>(K′nδ′n+K″nδ″n)＝0 (4)假如此时有条件Kn′＝Kn″＝K(n＝1，2，…，N)成立，则M＝rNK(Σn = 1N]]>δ′n+Σn = 1N]]>δ″n)＝0 (5)因为r、n、K都是不为0的正数，根据我们所设的任意性，必有Σn = 1N]]>δ′n＝Σn = 1N]]>δ″n＝0 (6)上式正是圆周分度误差封闭的原理。这样，我们从理论上证明了，当齿刚度一致及达到无隙啮合时，在某一个啮合定位位置上，弹性齿多齿分度台的定位与齿的几何位置误差无关，且不产生造成分度台误差运动的扭矩。因此在上述条件下工作的弹性齿多齿分度台，分度误差为0。由于齿加工中不仅必然带来齿的几何位置误差，也必然造成齿刚度有误差。所以，实际的弹性齿多齿分度台总是存在误差的。但现有的弹性齿结构，使两个齿盘在啮合时，齿与齿之间的相对误差会产生传递。这种传递使原相对误差较小的齿的相对误差增大，而且，这种影响随着接触的齿数的增加而增加，加上摩擦力的迭加影响，使得保证全部齿都同时两侧接触所需的啮合力增大到难以实现的地步。因而，现有的弹性齿结构，并不能保证无隙啮合的条件，这样，上述理论分析就不能成立。所以，现有弹性齿多齿分度台仍需极精细的研磨，而其分度精度也不高于刚性齿多齿分度台。为了提高弹性齿多齿分度台的精度，通常的解决途径是极精细地加工和研磨，以尽量减少δn′和δn″，这样势必增加加工制造周期和费用。本专利技术的目的在于对现有弹性齿的结构进行改进，使齿盘上所有的齿在啮合时都能独立地弹性变形，不会产生误差传递。这样，所有的齿都能达到无隙啮合，前述的理论前提就有了保证，从而保证了弹性齿多齿分度台获得高精度的条件。本专利技术的具体解决方案如下在用于多齿分度装置，特别是多齿分度盘的弹性齿端齿盘组上，由具有径向延伸端面齿的至少两个圆环形端齿盘组成。每个盘及与之相啮合的每对盘上的端面齿，有着相同的齿宽、齿数及齿和齿槽的形状，每个齿盘上都开有轴向弹性槽。其中一个盘的轴向弹性槽位于端齿槽的底部，本专利技术的特征在于，将与之相啮合的另一个端齿盘上的轴向弹性槽开在每个端齿上。本专利技术对现有的弹性齿端齿盘所作的改进之优点在于两个齿盘的齿一对一地啮合时，每对啮合齿间的相对分度误差不会向相邻齿传递，这样个别误差大的啮合齿对在啮合时产生的变形由这对齿独立承担。我们把每对齿独立弹性变形的效应称为切向弹性效应。因而不存在各齿对互相影响和摩擦力叠加的问题，从而使弹性齿多齿分度盘能达到无隙啮合的状态。本专利技术弹性齿的这个优点也可从理论分析中得出弹性齿的理论证实，只要符合啮合达到各齿无侧隙和两个齿盘的所有齿侧向弯曲刚度一致的条件，则其分度误差为零。实际上两个齿盘的所有齿侧向弯曲刚度是不一致的。这样Kn′与Kn″(n＝1、2……N)不为常数，此时我们总可找到一个K，使Kn′＝K+δKn′Kn″＝K+δKn″ (7)成立，将(7)式代入(3)式，则有M＝NrK(Σn = 1N]]>δn′+Σn = 1N]]>δn″)+r(Σn = 1N]]>δn′δKn′+Σn = 1N]]>δn″δKn″) (8)因为如上所证Σn = 1N]]>δn′＝Σn = 1N]]>δn″＝0所以M＝r(Σn = 1N]]>δKn′δn′+Σn = 1N]]>δKn″δn″)本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于多齿分度装置，特别是用于多齿分度盘的弹性端齿盘组，由具有径向延伸端面齿的至少两个园环形端齿盘组成，每个盘及与之相啮合的每对盘上的端面齿，有着相同的齿宽、齿数及齿和齿槽的形状，每个齿盘上都开有轴向弹性槽（３），其中盘（１）的轴向弹性槽位于端齿槽的底部，本专利技术的特征在于盘（２）的轴向弹性槽位于端齿上。

【技术特征摘要】
1.用于多齿分度装置，特别是用于多齿分度盘的弹性端齿盘组，由具有径向延伸端面齿的至少两个园环形端齿盘组成，每个盘及与之相啮合的每对盘上的端面齿，有着相同的齿宽、齿数及齿和齿槽的形状，每个齿盘上都开有轴向弹性槽[3]，其中盘[1]的轴向弹性槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷天觉，沈重重，
申请(专利权)人：机械工业部北京机械工业自动化研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]